铁基超导之父细野秀雄撰文:4年发现了约100种新的超导材料


材料牛注:超导体零电阻的优良传导性能一直是其他材料无法比拟的巨大优势,近期日本材料科学家细野秀雄带领的科研团队新发现了近100种新的超导材料,成为超导材料领域突破性的进展。

铁基超导体曾被评为Science杂志2008年度第二大突破性发现,其发现者近期宣布发现约100种新的超导材料。

超导电性的现象首次发现于1911年,它是指某些金属以零电阻传导电流的特性,可使传输过程没有能量损失。考虑到从发电厂到目标用电系统传输电能的过程中有大量的能量损耗,超导体可能对未来的能量传输产生变革性的影响。

2010年,东京工业大学的材料科学家细野秀雄召集了40多位研究者组成研究团队,用四年的时间尝试了1000多种材料,以寻找新的超导体。他们发现了大约100种新的超导材料,并在这个过程中发表了超过330篇原创论文,申请了超过30项专利。他们的成果综述最近已刊登在Science and Technology of Advanced Materials(STAM)杂志上。

迄今为止,只有某些材料在极低的温度下才会发生超导现象。相较而言,液氮的温度为-196℃,而目前已知的出现超导现象的最高温度约为-135℃。研究人员希望找到在室温下就具有超导特性的材料,但到目前为止,这一梦想还未能实现。若可在室温下或接近室温时具有超导性能,那么材料将有望在日常环境中维持其超导性。

虽然细野博士的研究小组并没有在高于原先已知极限温度下发现任何新的超导材料,但是其成果仍非常重要。在寻找新的超导材料过程中,细野博士给他的同事们极大的发挥空间,并相信优秀的固态化学家会凭借好运气找到具有新特性的超导材料。该项目的成果使他相信还有更多的超导材料未被发现。

“这个项目发现了大约100种新的超导体,”细野博士说,“但是(仍然)有那么多的超导体,我们(还)不知道。我们希望其中会有室温超导体等待我们去发现。”他补充道。

研究小组有许多成功项目,其中包括诱导铁基超导的新物质(氢负离子)的介绍;新钴基和钛基超导体的发现;用超导材料制成的电线和磁带的设计。这些表明了超导材料在现实世界的实用性。

在STAM发表的文章中,该研究小组不仅列出了项目中发现的超导材料,也列出了很多不具有超导性质的材料。“我们相信将所有实验检查过的材料都列出来,不论成功的还是失败的,对在这个领域工作的人有很大意义。”他们写道。

“在一个明确和灵活的政策下,对新超导体的集中探索可能会带来意想不到的发现,”细野博士说。

本文由王宇提供素材,时冰遥翻译,杨雨思审核。

论文地址:Exploration of new superconductors and functional materials, and fabrication of superconducting tapes and wires of iron pnictides (该文章已开发获取)

网址链接:Finding superconducting needles in the metal haystack

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